实训三十一使用S7-GRAPH的运输带顺序控制

S7 GRAPH语言是S7-300/400用于顺序控制编程的顺序功能图语言，遵从IEC 61131-3标准中的顺序功能图语言“Sequential Function Chart”的规定。

1.安装S7 GRAPH语言

应在安装了STEP 7之后安装S7-GRAPH。双击随书光盘的文件夹“\S7-GRAPH_V53\Disk1”中的文件“Setup.exe”，开始安装S7-GRAPH。采用出现的“Setup Language”（安装语言）对话框（见图5-19）中默认的语言English。多次单击“Next”按钮，依次出现“Welcome”（欢迎）、Readme（自述文件）、Requirements（安装的要求）对话框。单击Start Installation（启动安装）对话框中的“Next”按钮，开始安装软件。

图5-19 安装S7-GRAPH的对话框

安装过程中出现“Synchronize License Requirements”对话框（见图5-19），要求安装许可证密钥。单击“Skip”按钮，跳过这一步骤。

最后出现“Setup is complete”（安装完成）对话框（见图5-20），单击“Finish”按钮，安装结束。不用重新启动计算机，就可以使用S7-GRAPH。

图5-20 安装完成对话框

2.创建使用S7-GRAPH的功能块

用新建项目向导生成名为“运输带GR”的项目（见随书光盘中的同名例程），CPU为CPU 315-2DP。

执行SIMATIC管理器的菜单命令“插入”→“S7块”→“功能块”，在出现的“属性-功能块”对话框中（见图5-21），功能块默认的名称为FB1，用下拉式列表设置“创建语言”为GRAPH（即S7-GRAPH）。

图5-21 生成功能块

双击打开生成的FB1，第一次打开S7-GRAPH编辑器时，出现图5-22所示的对话框，选中“S7-GRAPH”，“激活”按钮上的字符变为黑色，单击该按钮，激活期限为14天的试用许可证密钥。

图5-22 激活S7-GRAPH的试用许可证密钥

打开FB1后，右边的程序区有自动生成的步S1和转换T1（见图5-23）。

3.S7-GRAPH编辑器

单击工具栏上的按钮（见图5-23），可以打开或关闭块注释。最左边的顺序器工具栏可以拖到程序区的任意位置水平放置。单击按钮，可以关闭左边的浏览窗口和下面的详细窗口。

图5-23 S7-GRAPH的界面

浏览窗口中的“Graphics”（图形）选项卡的中间是顺序器（Sequencers），它的上面和下面是永久性指令（Permanent Instructions）。“Sequencers”选项卡用来浏览顺序器的总体结构，和选择显示哪一个顺序器。“Variables”（变量）选项卡中的变量是编程时可能用到的各种元素。可以在变量选项卡定义、编辑和修改变量。

4.生成步与转换

图5-24的中间的图是图5-1中运输带控制的顺序功能图，Q4.0在连续的3步均为1状态。为了简化顺序功能图，在步M0.1用动作中的命令“S”将Q4.0置为1，在初始步用动作中的命令“R”将Q4.0复位为0（见图5-24右边的顺序功能图）。

图5-24 运输带控制的顺序功能图

单击按钮，隐藏动作和转换条件，隐藏后只显示步和转换。

选中图5-25的转换T1，它变为浅紫色，周围出现虚线框。单击3次顺序器工具栏上的按钮，在T1的下面生成步S2～S4和转换T2～T4（见图5-25 a中的顺序功能图），此时T4被自动选中。单击顺序器工具栏上的（Jump，跳转）按钮，在T4的下面出现一个箭头。在箭头旁的文本框中输入1，表示将从转换T4跳转到初始步S1。按计算机的回车键，在步S1上面的有向连线上，自动出现一个水平的箭头（见图5-25b），它的右边标有转换T4，相当于生成了一条起于T4，止于步S1的有向连线。至此步S1～S4形成了一个闭环。

图5-25 生成跳步与动作

代表步的方框内有步的编号（例如S2）和名称（例如Step2），单击选中后，可以修改它们，不能用汉字作步和转换的名称。用同样的方法，可以修改转换的编号（例如T2）和名称（例如Trans2）。单击步的编号和名称之外的其他部分，表示步的方框整体变色，称为选中了该步。

5.生成动作

单击按钮，显示被隐藏的动作和转换条件。

用鼠标右键单击初始步S1右边的动作框，执行出现的快捷菜单中的命令“Insert New Element”（插入新元件）→“Action”（动作，见图5-25c），插入一个空的动作行。

一个动作行由命令和地址组成，它左边的方框用来写入命令，下面是一些常用的命令：

1）命令S：当步为活动步时，使输出置位为1状态并保持。

2）命令R：当步为活动步时，使输出复位为0状态并保持。

3）命令N：当步为活动步时，输出为1；该步变为不活动步时，输出被复位为0。

4）命令D：使某一动作的执行延时，延时时间在该命令右下方的方框中设置，T#5S表示延时5s。延时时间到时，如果步仍然保持为活动步，则使该动作输出为1；如果该步已变为不活动步，该动作的输出为0。

5）命令CALL：当该步为活动步时，调用命令中指定的逻辑块。(www.xing528.com)

单击图5-25d的动作框中的“？”，输入动作的命令“R”。单击动作框中的“？？？”，输入动作的地址“Q4.0”（见图5-25e），在初始步将Q4.0复位。用同样的方法，在步S2生成一个使Q4.0置位的动作（见图5-26）。

图5-26 顺序功能图

在步S2的动作框中输入命令“D”后，命令框的右边自动出现两行，在上面一行输入地址M0.3，下面一行输入“T#6S”（延时时间为6s）。延时时间到时，M0.3变为1状态，步S2之后的转换条件满足。用上述的方法，生成其余各步的动作。

执行菜单命令“View”→“Display with”→“Symbols”，可以在符号显示和绝对地址显示之间切换。

6.S7-GRAPH编辑器的参数设置

执行菜单命令“Options”（选项）→“Application Settings”（应用设置），单击打开的对话框的“General”选项卡中的“Comments”（注释）复选框（见图5-27），去掉其中的，生成新的S7-GRAPH功能块时将会没有注释。用单选框选中“Conditions in new block”区的“LAD”，新的块的转换条件默认的语言为梯形图。

S7-GRAPH默认的转换条件的字符太小，用“Editor”（编辑器）选项卡中的Font（字体）区的“Object type”（对象类型）下拉式列表选中“LAD/FDB”（见图5-27左下角的图），单击“Select…”（选择）按钮，打开“字体”对话框（见图5-27右边的图），设置字体的大小为14，单击“确定”按钮和“OK”按钮确认。

图5-27 S7-GRAPH编辑器的参数设置

7.生成转换条件

转换条件可以用梯形图或功能块图来表示。转换条件工具栏在编辑器最左边，顺序器工具栏的下面，图5-28a是使用梯形图（LAD）语言的转换条件工具栏。初次打开S7-GRAPH编辑器时，默认的是使用功能块图（FBD）的转换条件工具栏。可以用“View”菜单中的命令切换这两种语言。选中转换T1对应的转换条件（见图5-28b），单击工具栏上的按钮，T1的转换条件出现一个常开触点（见图5-28c）。单击触点上面红色的，输入地址I0.0（见图5-28d）。用同样的方法生成其他转换条件。

图5-28 生成转换条件

转换条件可以是多个触点和比较器（对应于工具栏上的按钮）的串并联电路。比较器相当于一个触点。

8.对监控功能编程

双击步S3，切换到单步视图（见图5-29），选中Supervision（监控）线圈，单击图5-28a的工具栏上的比较器按钮，在比较器左边中间的引脚输入“S3.T”（步S3为活动步的时间），在比较器左边下面的引脚输入时间预置值“T#2H”，设置的监视时间为2h。如果该步的执行时间超过2h，该步被认为出错，监控时出错的步用红色显示。选中比较器中间的比较符号“>”后，可以修改它。

图5-29 单步显示模式中的监控与互锁条件

9.设置S7-GRAPH功能块的参数集

执行菜单命令“Options”（选项）→“Block settings”（块设置），在打开的对话框的“FB Parameters”（FB参数）区（见图5-30），用单选框选中“Minimum”（最小参数集），此时FB1只有一个参数。单击“OK”按钮确认。

单击工具栏上的按钮，保存和编译FB1中的程序。如果程序有错误，下面的详细窗口将给出错误提示和警告，改正错误后才能保存。

10.调用S7-GRAPH功能块

双击打开OB1，设置编程语言为梯形图。将指令列表的“FB块”文件夹中的FB1拖放到程序段1的“电源线”上（见图5-31）。

图5-30 设置块的参数

图5-31 OB1的程序

在FB1方框的上面输入它的背景数据块的编号DB1，按回车键后出现的对话框询问“实例数据块DB1不存在，是否要生成它？”。单击“是”按钮确认。FB1的形参INIT_SQ为1时，顺序器被初始化，仅初始步为活动步。

11.仿真实验

打开PLCSIM，创建IB0和MB0的视图对象。将所有的块下载到仿真PLC，将仿真PLC切换到RUN-P模式。打开FB1，单击工具栏上的按钮，起动程序状态监控功能（见图5-32）。

刚开始监控时只有初始步S1为绿色，表示它为活动步。该步的动作框上面的两个监控定时器开始定时。它们用来记录当前步被激活的时间，其中定时器U不包括有干扰的时间。

单击两次PLCSIM中I0.0对应的小方框，模拟按下和放开起动按钮。可以看到步S1变为白色，步S2变为绿色，表示由步S1转换到了步S2。

图5-32 顺序功能图的程序状态

步S2的动作方框上面的监控定时器的当前时间值达到预置值6s时，M0.3变为1状态，步S2下面的转换条件满足，将自动转换到步S3。单击两次I0.1对应的小方框，模拟停止按钮的操作，将会观察到由步S3转换到步S4，延时5s后自动返回初始步。

各个动作右边的小方框显示该动作的0、1状态。只显示活动步后面的转换条件中的能流。

单击两次PLCSIM中M0.0对应的小方框，给OB1中FB1的输入参数“INIT_SQ”提供一个脉冲。在脉冲的上升沿，顺序控制器被初始化，初始步S1变为活动步，其余各步为非活动步。

12.S7-GRAPH的仿真练习

生成一个新的项目，在项目中生成使用S7-GRAPH语言的功能块FB1，在FB1中生成图5-3中的冲床机械手控制系统的程序，在OB1中调用FB1。将程序下载到仿真PLC，调试程序，直到满足要求。